20100107_pbv_toxoplasmosis_Una de cada tres personas en el mundo está infectada por Toxoplasma gondii, por lo que es posible que usted o yo tengamos este parásito. Es un protozoo unicelular, que vive dentro de las células y que causa una enfermedad llamada toxoplasmosis. Para la mayoría de la gente la infección pasa desapercibida o tan solo sufre unos ligeros síntomas que se confunden con un catarro o una gripe. Sin embargo, en los niños pequeños, en las personas con SIDA o en aquellas que tienen su sistema inmunológico deprimido tras un trasplante, por poner algunos ejemplos, la infección puede ser grave e incluso mortal. fig84_1También se advierte a las mujeres embarazadas que tengan cuidado ante una posible infección porque puede causar un aborto o daños en el cerebro del bebé.
Los toxoplasmas actuales se clasifican en tres tipos que surgieron de un cruce afortunado hace unos 10.000 años y cuya recombinación génica les permitió infectar otras especies de aves y mamíferos, incluido el hombre, un cambio que tuvo lugar en la misma época del inicio de la agricultura y la domesticación del gato.

El toxoplasma puede infectar a cualquier animal homeotermo, es decir, de sangre caliente. De hecho, entre 1967 y 1989 murieron muchas nutrias marinas en California por heces de gato que terminaban en el mar y recientemente se ha descrito la muerte de muchos delfines en el Mediterráneo infectados de toxoplasmosis. ToxoplasmosisEn las aves y la mayoría de los mamíferos el parásito se reproduce de forma clonal (asexual) y puede infectar otros individuos pero solo se reproduce de forma sexual, la forma más interesante para las especies, en los intestinos de un felino. Por lo tanto para el ciclo biológico de toxoplasma, los gatos y sus parientes son el huésped definitivo, mientras que todos los demás somos básicamente estaciones intermedias.
Ello genera un conflicto de intereses entre el toxoplasma, que desea que su hospedante sea comido por un gato, y el propio hospedante, que no desea que eso suceda. De hecho, ese interés en “no quiero ser comido por un gato” es tan intenso que muchos animales, ratas y ratones entre ellos, han desarrollado un miedo innato a todo lo que esté relacionado con un gato y especialmente a su olor. Hay que recordar que la vida normal de un roedor es fundamentalmente nocturna, o al menos se desarrolla en la oscuridad, y que la mejor señal de la proximidad de un felino es precisamente los mensajes químicos de su olor.

Cuando un gato se come un ratón infectado de toxoplasma, el parásito sobrevive el paso por el estómago e infecta las células epiteliales del intestino delgado. Allí tiene lugar su desarrollo sexual, se reproduce y genera millones de quistes conteniendo cigotos llamados ooquistes. Las células epiteliales del tubo digestivo terminan reventando, los ooquistes salen con las heces y se dispersan en el suelo, el agua, la comida, etc. pudiendo llegar a los humanos a través del consumo de vegetales sin lavar, carne poco cocinada (embutido), agua contaminada o limpiando la caja de arena de un gato infectado.

La forma en que este parásito consigue llegar al gato es simplemente asombrosa. El toxoplasma es uno de los seres microscópicos que han conseguido, a través de la evolución, manipular el comportamiento de un animal en su propio beneficio. Si un ratón olfatea el aire y huele orina de gato, sabrá que su predador principal está cerca y se alejará lo más rápido que pueda. El experimento es bastante sencillo de llevar a cabo. En una jaula pones un ratón y un pocillo con agua. El ratón, si no tiene sed, lo ignora y deambula por toda la jaula. A continuación pones el mismo pocillo pero con algo que el ratón no tenga porqué temer –orina de conejo- y el ratón lo ignora también. Ahora haz un nuevo cambio y coloca orina de gato, el ratón se pasará la mayor parte del tiempo angustiado en el extremo de la jaula lo más alejado posible del pocillo.

Sabemos que es un mecanismo innato porque incluso si el ratón ha nacido en un laboratorio y jamás ha tenido un contacto con un felino, saldrá huyendo aterrorizado inmediatamente. toxoplasma-gondii-the-parasite-that-makes-mice-attracted-to-catsSin embargo, si el ratón está infectado con toxoplasma, algo que no se detecta salvo con un estudio inmunológico o microscópico, ignora esa señal e incluso se acerca hacia la fuente del olor, aproximándose al gato, acercándose a su fin.
Se pensó la posibilidad de que el toxoplasma alterase el sistema olfatorio del ratón que simplemente no detectaría al gato pero su olfato funciona perfectamente, algo que se comprueba fácilmente escondiendo en la jaula un poquito de comida (¡el test de la galleta escondida!) y viendo como el animal la descubre a oscuras rápidamente.

Lo que ocurre es que toxoplasma no solo consigue evadirse del sistema inmunitario sino que, al igual que algunas hormigas infectadas por un hongo parásito, Toxoplasma gondii consigue “secuestrar” el sistema nervioso del ratón en su propio beneficio y hacer que el roedor conculque las normas más elementales de supervivencia en busca del beneficio para su “amo” unicelular.

imagesVeamos con detalle qué es lo que sucede para que esto ocurra. Cuando un parásito entra en un organismo normalmente es engullido por un tipo de fagocitos defensivos llamados células dendríticas, que ayudan a reconocer al invasor y destruirlo. El toxoplasma no solo resiste esta digestión intracelular en la célula dendrítica, sino que la secuestra, vive a sus expensas y se multiplica en su interior. Además, vuelve hipermóviles a las células dendríticas, consiguiendo que se desplacen más rápido y más activamente a través de los tejidos que en condiciones normales, con lo que el parásito se extiende por todo el cuerpo. Lo consigue activando en la célula dendrítica una serie de genes para producir y secretar una molécula llamada ácido gamma aminobutírico o, por sus iniciales, GABA. El GABA es un neurotransmisor usado normalmente en el sistema nervioso para transmitir señales de una neurona a otra siendo el principal neurotransmisor inhibitorio. Lo curioso es que las células dendríticas forman parte de un reducido grupo de células no neurales que tienen receptores para GABA, con lo cual el GABA producido por las células dendríticas estimula sus propios receptores, generando cambios en el potencial de membrana y aumentando su movilidad en un proceso autoacelerado. Además, el parásito también puede invadir neuronas y activar los genes de producción de GABA, generando un efecto suplementario.gaba1
En el sistema nervioso el GABA disminuye la actividad y reduce el miedo y la ansiedad. El alcohol actúa sobre los receptores de GABA generando calma, pérdida de inhibiciones y un juicio pobre. Un cerebro invadido por células dendríticas infectadas de toxoplasma y produciendo GABA a espuertas puede comportarse de una forma inapropiada y peligrosa. El GABA en exceso causa que el ratón se sienta confiado, no tenga miedo, juzgue mal las señales y  mantenga sus sistemas de alerta amortiguados. De este modo, el GABA es la herramienta que utiliza el parásito para conseguir terminar en donde quiere ir, al estómago de un gato.

 El toxoplasma normal no se puede eliminar, pero hay una cepa mutante que no es capaz de mantenerse en el ratón, no forma quistes y la infección no se mantiene en el largo plazo. Para confirmarlo, tras un tiempo se busca ADN del parásito sin detectarlo.  Midiendo los niveles de leucocitos en el cerebro, la señal básica de una infección, se ve que los niveles son normales. Lo llamativo es que esos animales que se habían curado de sus toxoplasmosis, continuaban sin responder a la presencia de orina de gato. Es decir, que el cambio del comportamiento del ratón tiene lugar incluso si el parásito ha sido eliminado. Lo que lleva a pensar que el toxoplasma cambia algo de forma permanente en el cerebro del ratón que altera su comportamiento de una forma asombrosa y definitiva. Algo así hace soñar a los neurocientíficos con la posibilidad de luchar contra el miedo o la timidez patológica, contra la hiperactividad o contra comportamientos autolesivos como las adicciones.

cat-mouseEsos datos sugieren que si el toxoplasma produce alguna sustancia que altere la química cerebral o esa molécula tiene una vida muy larga y sigue afectando al animal cuando el parásito productor hace tiempo que no está -algo que no encaja en el GABA-, o el toxoplasma es capaz de alguna manera de alterar la genética o la circuitería cerebral del ratón de una manera que se convierte en estable. Se ha visto que el toxoplasma afecta a muchas más neuronas de las que en realidad infecta. No hace falta siquiera que entre físicamente en una célula para hacerlo, puede inyectarle proteínas que, a su vez, alteran la expresión génica. Por tanto es posible que esa alteración haga crónica la producción excesiva de GABA.

Si el toxoplasma es capaz de cambiar el cerebro de un ratón y provocarle un comportamiento anormal y suicida, surge la pregunta de si hará algo en los cerebros de los miles de millones de personas que están infectados por él. Hay numerosos estudios al respecto y las evidencias no son concluyentes pero hay datos que sugieren que las personas con una infección crónica de toxoplasma pueden sufrir cambios psicológicos, incluida una hiperactividad o cierto atolondramiento o irreflexión.

 También hay algunos datos que conectan el toxoplasma con la esquizofrenia. Según los análisis epidemiológicos las personas afectadas por este trastorno neurológico tienen mayor probabilidad de estar infectadas con toxoplasma que el resto de la población y existe algún dato sugiriendo que la infección es previa al inicio de los síntomas, pero esto está también sujeto a controversia. De hecho, la infección de toxoplasma es muy común y la esquizofrenia es muy rara. Una prueba importante la obtendríamos si consiguiésemos demostrar que eliminando el parásito mejoran los síntomas en las personas con esquizofrenia, pero desgraciadamente no sabemos cómo hacerlo, oit_c3_d04-251x300la toxoplasmosis no tiene cura en estos momentos y, además, estos últimos estudios nos hacen temer que los cambios fueran persistentes aún destruyendo los toxoplasmas.
Por último, estos resultados abren la posibilidad de que algunas infecciones temporales causen cambios en la genética neuronal, la fisiología del cerebro y el comportamiento del organismo, es decir, que algunos de estos cambios sean permanentes y que organismos unicelulares en los que apenas pensamos puedan marcar el riesgo, la gravedad y las secuelas en algunas enfermedades crónicas.

Para leer más:

  • Fuks J.M., Arrighi R.B., Weidner J.M., Kumar Mendu S., Jin Z., Wallin R.P., Rethi B., Birnir B., Barragan A. (2012) GABAergic signaling is linked to a hypermigratory phenotype in dendritic cells infected by Toxoplasma gondii. PLoS Pathog. 8(12):e1003051. doi: 10.1371/journal.ppat.1003051.
  • Ingram W.M., Goodrich L.M., Robey E.A.,  Eisen M.B. (2013) Low-virulence Strains of Toxoplasma gondii Result in Permanent Loss of Innate Fear of Cats in Mice, Even after Parasite Clearance. arXiv:1304.0479
  • Yong, E. (2013) Mind-Bending Parasite Permanently Quells Cat Fear in Mice. National Geographic http://phenomena.nationalgeographic.com/2013/04/26/mind-bending-parasite-permanently-quells-cat-fear-in-mice/